From 4ce937568716177d90ffbdde3c8ad1e5e935bc1d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Hui Lan Date: Sun, 31 Mar 2019 22:50:14 +0800 Subject: updated lecture notes --- LectureNotesOnPython.html | 398 +++++++++++++++++++++++++++++++++++----------- 1 file changed, 302 insertions(+), 96 deletions(-) (limited to 'LectureNotesOnPython.html') diff --git a/LectureNotesOnPython.html b/LectureNotesOnPython.html index 966a1b5..34d3462 100644 --- a/LectureNotesOnPython.html +++ b/LectureNotesOnPython.html @@ -377,41 +377,48 @@ ul.auto-toc {

内容目录

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Python的发音纠正

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Python的发音纠正

国人普遍把th发作s。 Not quite correct。

ˈpī-ˌthän , -thən pronounciation

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Python源流

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Python源流

Python之父Guido van Rossum，荷兰人，1956年生，1982年阿姆斯特丹大学获得 数学与计算机科学硕士学位。有过ABC语言的工作经验。1989年设计了Python语 言。

@@ -461,7 +468,7 @@ ul.auto-toc {
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Python的关键词

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Python的关键词

def pass
from import
@@ -483,7 +490,7 @@ ul.auto-toc {

关键词被语言留用（reserved），无法作变量名。

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值的类型

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值的类型

所有的值都是对象。a = 5, help(a) a.bit_length()

数字。1， 1.，1.1， .1, 1e1, 1e-1, 1E1, 1E-1

@@ -503,7 +510,7 @@ A list of objects

元组（tuple），字典（dict）。

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变量（Variable）

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变量（Variable）

是一个名字（name），是指向一个值（value）的名字。

值存放在内存（memory）中的某个地址。

尽量选有意义的简短的名字。比如，代表个数用n，代表索引用i，j，k。

@@ -592,7 +599,7 @@ A list of objects
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可变（mutable）类型与不可变类型

+

可变（mutable）类型与不可变类型

字符串是不可变的（immutable）类型，不能在原内存地址改变。

a = 'hello' 不可以原地修改a[0] = 'H'。需要修改a的值时，需要对a进行重新赋值a = 'Hello'。

列表是可变（mutable）类型，能在原内存地址改变。

@@ -617,7 +624,8 @@ A list of objects
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数与格式化显示

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数与格式化显示

+
x = 3.1415926
@@ -661,9 +669,10 @@ A list of objects
print('%f' % (x))
+
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字符串（Strings）

+

字符串（Strings）

由字符组成。

fruit = 'banana!'
@@ -719,7 +728,7 @@ A list of objects

以上 # [start,stop,step] 代表注释（comment），注释以 # 号开头。

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字符串相加（concatenation）

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字符串相加（concatenation）

输出Jack, Kack, Lack, Mack, Nack, Ouack, Pack, and Quack

prefixes = 'JKLMNOPQ'
@@ -738,7 +747,7 @@ A list of objects
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子串（slice）

+

子串（slice）

s[n:m]，其中n或m可省略。 包括第n个字符，不包括第m个字符。（索引自0开始）

@@ -762,7 +771,7 @@ A list of objects
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搜索字符串

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搜索字符串

def find(word, c):
@@ -788,7 +797,7 @@ A list of objects

练习：用上面三参数的find来做。

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String类（对象）方法

+

String类（对象）方法

upper()
lower()
@@ -801,14 +810,14 @@ A list of objects
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in操作符

+

in操作符

'a' in 'banana' 'seed' in 'banana'

练习：写出下面的函数，使得 in_both('apples', 'oranges')返回'aes'

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字符串比较

+

字符串比较

字典序（alphabetical order）。大写字母排在小写字母前。

字符串之间可以有以下对比操作:

@@ -824,7 +833,7 @@ in_both('apples', 'oranges')返回'aes'

即兴定义函数，制造一个长度不小于4的密码。

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列表

+

列表

语言的内置（built-in）类型。注意与String类比，index也是从0开始， in操作符， 求长度，获得字串，遍历操作类似。

@@ -865,7 +874,7 @@ in_both('apples', 'oranges')返回'aes'

return 2*x

list(map(f, [1,2]]))

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filter方法，从几个值中选择符合条件的几个值

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filter方法，从几个值中选择符合条件的几个值。

def f(x):
@@ -942,7 +951,7 @@ a与b是指向[1,2,3]的两个references。 error-prone（易错）

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列表作为参数

+

列表作为参数

def delete_head(t):
@@ -958,7 +967,7 @@ error-prone（易错）

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注意区别 append 与 + 操作符

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注意区别 append 与 + 操作符

t1 = [1, 2]
@@ -985,18 +994,53 @@ error-prone（易错）

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TDD - Test-driven Development

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TDD - Test-driven Development

测试驱动开发。 My favourite。 刺激有挑战性。 帮助厘清需求。 帮助编写代码。

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推荐使用pytest。如何安装？ 使用命令 pip install pytest

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推荐使用pytest。如何安装？ 使用命令 pip install pytest。

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在 test_cases.py 写如下测试用例。然后在命令行运行： python -m pytest test_cases.py 。

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+# Copyright (c) Hui Lan 2019
+
+import random
+import string
+
+def make_password(n):
+    '''
+    Return a string of length n consisting of a combination of
+    letters, digits and special characters.  Note that each password
+    must have at least one lower case letter, one upper case letter,
+    one digit and one special charater.  Return an empty string if n
+    is less than 4.
+    '''
+
+    if n < 4:
+        return ''
+
+    password = random.choice(string.ascii_lowercase) + \
+        random.choice(string.ascii_uppercase) + \
+        random.choice(string.digits) + \
+        random.choice(string.punctuation) + \
+        ''.join([random.choice(string.ascii_letters + string.digits + string.punctuation) for i in range(n-4)])
+
+    return ''.join(random.sample(password, n)) # shuffle password then return
+
+
+
+
+if __name__ == '__main__':
+    for n in range(0,20):
+        pwd = make_password(n)
+        print(pwd)
+
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计算复杂度

+

计算复杂度

用Big O表述复杂度。O(n)， O(n^2), O(n^3)。

密码实验回顾。

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字典（Dictionary）

+

字典（Dictionary）

Mutable数据类型。

实际开发中超级有用。

@@ -1020,66 +1064,228 @@ error-prone（易错）

key-value pair (item)

item的顺序不可预测，不是按照创建时的顺序。

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递增开发（Incremental Development）

+

递增开发（Incremental Development）

每次完成一小点。从易到难。

练习：给定一个字符串，数出每个字母出现的频率。

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def histogram(s):
-
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''' Cannot pass any test cases. '''
-
pass
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def histogram(s):
-
-
''' Can pass the test case in which s is an empty string. '''
-
d = {}
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return d
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-
-
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def histogram(s):
-
-
''' Can pass the test cases in which all characters in s are unique. '''
-
d = {}
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for c in s:
-
-
d[c] = 1
-
-
return d
-
-
-
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def histogram(s):
-
-
''' Can pass all test cases. '''
-
d = {}
-
for c in s:
-
-
if c not in d:
-
-
d[c] = 1
-
-
else:
-
-
d[c] += 1
-
+
+def histogram(s):
+    ''' Cannot pass any test cases. '''
+    pass
+
+def histogram(s):
+    ''' Can pass the test case in which s is an empty string. '''
+    d = {}
+    return d
+
+def histogram(s):
+    ''' Can pass the test cases in which all characters in s are unique. '''
+    d = {}
+    for c in s:
+        d[c] = 1
+    return d
+
+def histogram(s):
+    ''' Can pass all test cases. '''
+    d = {}
+    for c in s:
+        if c not in d:
+            d[c] = 1
+        else:
+            d[c] += 1
+    return d
+
+
+h = histogram('good')
+print(h)
+
+

练习：给定一个字符串，数出每个单词出现的频率。

+

练习：给定一个新闻文本，数出每个单词出现的频率。考虑以下方面，（1）只考虑字典里有的单词。（2）单词周围如有标点符号，要先移除。

+
+# Copyright (C) 2019 Hui Lan
+# The following line fixes SyntaxError: Non-UTF-8 code starting with ...
+# coding=utf8
+
+def file2lst(fname):
+    ''' Return a list where each element is a word from fname. '''
+    L = []
+    f = open(fname)
+    for line in f:
+        line = line.strip()
+        lst = line.split()
+        for x in lst:
+            L.append(x)
+    f.close()
+    return L
+
+
+def lst2dict(lst):
+    ''' Return a dictionary given list lst.  Each key is an element in the lst.
+    The value is always 1.'''
+    d = {}
+    for w in lst:
+        d[w] = 1
+    return d
+
+
+import string
+def remove_punctuation(s):
+    p = ',.:’“”' + string.punctuation
+    t = ''
+    for c in s:
+        if not c in p:
+            t += c
+        elif c == '’': # handle the case such as May’s
+            return t
+    return t
+
+def word_frequency(fname, english_dictionary):
+    ''' Return a dictionary where each key is a word both in the file fname and in
+    the dictionary english_dictionary, and the corresponding value is the frequency
+    of that word.'''
+    d = {}
+    L = file2lst(fname)
+    for x in L:
+        x = remove_punctuation(x.lower())
+        if x in english_dictionary:
+            if not x in d:
+                d[x] = 1
+            else:
+                d[x] += 1
+    return d
+
+
+def sort_by_value(d):
+    ''' Return a sorted list of tuples, each tuple containing a key and a value.
+        Note that the tuples are order in descending order of the value.'''
+    import operator
+    lst = sorted(d.items(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True)
+    return lst
+
+
+if __name__ == '__main__':
+    ed = lst2dict(file2lst('words.txt')) # from http://greenteapress.com/thinkpython2/code/words.txt
+    d = word_frequency('brexit-news.txt', ed)
+    lst = sort_by_value(d)
+    for x in lst:
+        print('%s (%d)' % (x[0], x[1]))
+
+
+
+

key与value互换

+

注意到在原来的字典中一个value可能对应多个key的值。比如 d = {'a':1, 'b':2, 'c':2} 中，2就对应两个key，'b'与'c'。

+
+def inverse_dictionary(d):
+    d2 = {}
+    for k in d:
+        v = d[k]
+        if not v in d2:
+            d2[v] = [k]
+        else:
+            d2[v].append(k)
+    return d2
+
+
+
+d = {'a':1, 'b':2, 'c':2}
+d2 = inverse_dictionary(d)
+print(d2)
+
+

练习： 用 inverse_dictionary 对上面 d = word_frequency('brexit-news.txt', ed) 产生的 d 进行转化。然后按照单词出现频率从高到低把所有单词都显示出来。每行显示一个频率内的所有单词。

+
+d2 = inverse_dictionary(d)
+for k in sorted(d2.keys(), reverse=True):
+    print('%d %s' % (k, ' '.join(d2[k])))
+
+

练习： 使用 setdefault 方法对上面的 inverse_dictionary 进行简化 （减少行数）。

+
+def inverse_dictionary(d):
+    d2 = {}
+    for k in d:
+        v = d[k]
+        d2.setdefault(v, []).append(k)
+
+    return d2
+
-
return d
+
+

函数

+

函数 unique_words 与 unique_words2 哪个运行速度快？

+
+def unique_words(lst):
+    d = {}
+    for x in lst:
+        d[x] = 1
+    return sorted(d.keys())
+
+def unique_words2(lst):
+    return sorted(list(set(lst)))
+
+
+N = 10000000
+print(unique_words(['hello', 'world', 'am', 'he'] * N))
+print(unique_words2(['hello', 'world', 'am', 'he'] * N))
+
+
+

局部变量

+

在函数之内。函数执行结束，局部变量消失。

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-
h = histogram('good')
-
print(h)
+
+

全局变量

+

全局变量位于函数之外，模块之内。全局变量对所有模块内的函数可见（可读）。如果在函数内要对全局变量重新赋值，那么要先用 global 声明之 （declare）。

+
+verbose = True
+
+def example1():
+    if verbose:
+        print('Running example1')
+
+def example2():
+    verbose = False  # a NEW local variable verbose
+    if verbose:
+        print('Running example2')
+
+def example3():
+    global verbose # I am actually going to use the global variable verbose; don't create a local one.
+    verbose = False
+    if verbose:
+        print('Running example3')
+
+
+
+print(verbose)
+example1()
+
+print(verbose)
+example2()
+example1()
+
+print(verbose)
+example3()
+example1()
+
+print(verbose)
+
+

全局的列表与字典，如果只需改变其内容，而不是重新赋值，则不需要用 global 声明。

+
+record = {'s1':65, 's2':60}
+
+def add_score(student, score):
+    record[student] = score
+
+
+print(record)
+add_score('s3', 75)
+print(record)
+
+

练习： 定义一个函数 empty_dict 清空字典 record。 要求: 不能用 return 语句。 提示： 可以用 pop 方法， 或者直接给 record 赋值 {} 。

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练习：给定一个字符串，数出每个单词出现的频率。

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参考

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参考

-- cgit v1.2.1